氯气的制备
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2023年3月19日发(作者：产后42天检查)第1页共9页
氯水、氯气的制备
1．将新制氯水滴入以下溶液中，无明显现象的是()
A．氢氧化钠B．硝酸银
C．氢硫酸D．石蕊
解析：选A氯水能与氢氧化钠溶液反应，但实验现象不明显，A正确；硝酸银与氯
水反应生成白色氯化银沉淀，B错误；氢硫酸与氯水反应生成单质硫沉淀，C错误；石蕊遇
到氯水先变红后褪色，D错误。
2．下列关于液氯和氯水的叙述中正确的是()
A．液氯较氯水的漂白作用更强
B．液氯与氯水均有酸性
C．液氯是纯净物，氯水是混合物
D．液氯是无色的，氯水呈浅黄绿色
解析：选C氯水中含有HClO，具有漂白性，液氯不具有，A错误；液氯中不存在
H＋，则没有酸性；氯水中存在H＋，则有酸性，B错误；液氯为纯净物，而氯水为混合物，
C正确；液氯是黄绿色的，氯水呈浅黄绿色，D错误。
3．下列实验过程中，不会产生气体的是()
解析：选C新制氯水中含有次氯酸，光照条件下次氯酸分解生成氧气，A不符合题
意；新制氯水呈酸性，NaHCO
3
与氯水反应生成二氧化碳气体，B不符合题意；氯水与NaOH
溶液反应生成NaCl、NaClO和水，不会生成气体，C符合题意；Na
2
O
2
与水反应生成氧气，
D不符合题意。
4．下列物质能使紫色石蕊溶液由紫色变红又褪色的是()
①Cl
2
②盐酸③氯水④盐酸酸化的漂白粉⑤木炭⑥Na
2
O
2
A．①③④B．①②③⑥
C．②③④D．①③④⑤⑥
解析：选A①Cl
2
与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红，
次氯酸的强氧化性能使溶液褪色；②盐酸能使紫色石蕊溶液由紫色变红，不能褪色；③氯
水中含盐酸和次氯酸，能使紫色石蕊溶液由紫色变红，后褪色；④盐酸酸化的漂白粉中含
有盐酸和次氯酸，能使紫色石蕊溶液由紫色变红，后褪色；⑤木炭不能使紫色石蕊溶液变
红；⑥Na
2
O
2
与水反应生成碱，使紫色石蕊溶液变蓝。
5．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()
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A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl
2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO
3
溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO
3
粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl
2
溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
解析：选D新制氯水中含有“三分子四离子”[Cl
2
、HClO、H
2
O、H＋、Cl－、ClO－、
OH－(少)]，溶液呈浅黄绿色，说明有Cl
2
，A正确；加入AgNO
3
溶液有AgCl沉淀生成，说
明有Cl－，B正确；Cl
2
与水反应生成HCl和HClO，H＋与NaHCO
3
反应生成CO
2
，说明有
H＋，C正确；氯水中氯元素主要以Cl
2
分子形式存在，Cl
2
可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，D错误。
6．下列装置应用于实验室制取氯气并回收二氯化锰的实验，能达到实验目的的是()
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和浓盐酸反应后的溶液
D．用装置丁蒸干反应后的溶液制MnCl
2
·4H
2
O
解析：选C用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，A不能达到实验目的；气
体通过乙装置时应长进短出，除杂试剂应选用饱和食盐水，B不能达到实验目的；二氧化
锰不溶解，C能达到实验目的；蒸干溶液会引起MnCl
2
·4H
2
O分解，D不能达到实验目的。
7．某同学设计了用氯气制取无水氯化铁(易升华)的相关装置，其中设计正确且能达到
相应目的的是()
A．用装置①制取氯气
B．用装置②除去Cl
2
中的HCl
C．用装置③干燥氯气
D．用装置④制取并收集FeCl
3
解析：选D稀盐酸和二氧化锰不反应，所以不能实现实验目的，A错误；氯气和氯
化氢都能与NaOH溶液反应，HCl极易溶于水，所以应用饱和食盐水除去氯气中的HCl，
B错误；氯气能与碱反应，应该用酸性物质干燥，如P
2
O
5
，C错误；氯气和铁在加热条件
下反应生成氯化铁，氯化铁是固体，D正确。
8．(2019·泉州质检)四氯化钛(TiCl
4
)极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，常
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用作烟幕弹。其熔点为－25℃，沸点为136.4℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹
持装置省略)，用Cl
2
与炭粉、TiO
2
制备TiCl
4
。下列说法不正确的是()
A．②中应盛装饱和食盐水
B．冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C．反应结束时，应先停止③处的加热，后停止①处的加热
D．该设计存在不足，如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
解析：选A已知四氯化钛极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”，而制得的
氯气中混有水蒸气，所以②中应盛装浓硫酸，故A错误；TiCl
4
的熔、沸点较低，制得的
TiCl
4
应经过冷凝处理，则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用，故B正确；反应
结束时，应先停止③处加热，后停止①处加热，可以使制得的TiCl
4
在氯气氛围中冷却，防
止空气进入装置中使TiCl
4
变质，故C正确；因四氯化钛极易水解，所以应在装置④和⑤之
间增加一个防止水蒸气进入④的装置，故D正确。
9．二氯化二硫(S
2
Cl
2
)是一种常用于橡胶硫化、有机物氯化的试剂，甲同学查阅资料：
①将干燥的氯气在110～140℃间与硫反应，即可得S
2
Cl
2
粗品；②有关物质的部分性质如
表所示：
物质熔点/℃沸点/℃化学性质
S112.8444.6
略
S
2
Cl
2
－77
137
一种橙黄色的液体，遇水易水解，有淡黄色固体出现，同时
产生能使品红溶液褪色的气体；300℃以上完全分解；S
2
Cl
2
＋Cl
2
=====
△
2SCl
2
。
设计如图所示实验装置在实验室合成S
2
Cl
2
：
回答以下问题：
(1)仪器A的名称是________。
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(2)B中所发生反应的离子方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)C装置的作用是____________________________________________________。
(4)S
2
Cl
2
粗品中可能混有的杂质是________________________________________。
(5)乙同学发现，该装置中除了E处的温度不能过高外，还有一处重大缺陷需改进，否
则会导致S
2
Cl
2
的产率大大降低，原因是______________________________(用化学方程式
表示)；请简要提出改进方案______________________________________________。
(6)H中的溶液可以选择下列试剂中的________(填序号)。
①碳酸钠溶液②氯化铁溶液③亚硫酸钠溶液
④高锰酸钾溶液
解析：(1)由装置图可知A为分液漏斗。(2)在装置B中制取氯气，离子反应方程式为
MnO
2
＋4H＋＋2Cl－=====
△
Mn2＋＋Cl
2
↑＋2H
2
O。(3)在E中干燥纯净的Cl
2
与S发生反应，
而B中制取的Cl
2
中含有HCl杂质，除杂后气体还需要干燥，故C中盛有饱和食盐水以除
去HCl，D中盛有浓硫酸以干燥氯气。(4)结合题给信息，S
2
Cl
2
能与Cl
2
反应生成SCl
2
，知
S
2
Cl
2
粗品中可能混有的杂质有S、SCl
2
、Cl
2
。(5)观察装置图可知，H中水蒸气可进入G中，
发生反应：2S
2
Cl
2
＋2H
2
O===3S↓＋SO
2
↑＋4HCl，导致S
2
Cl
2
产率降低，可在G和H之间
增加干燥装置。(6)H是除氯气装置，氯化铁和高锰酸钾都不与氯气反应，①③符合题意。
答案：(1)分液漏斗
(2)MnO
2
＋4H＋＋2Cl－=====
△
Mn2＋＋Cl
2
↑＋2H
2
O
(3)除去Cl
2
中的HCl杂质
(4)S、SCl
2
、Cl
2
(5)2S
2
Cl
2
＋2H
2
O===3S↓＋SO
2
↑＋4HCl在G和H之间增加干燥装置(如盛有浓硫酸
的洗气瓶)
(6)①③
10．二氧化氯(ClO
2
)是一种新型的环保饮用水消毒剂，某课题小组拟选择如图所示部分
装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。
已知：①常温下，亚氯酸钠(NaClO
2
)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯；②常温常
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压下，ClO
2
是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。
回答下列问题：
(1)制备干燥、纯净的氯气：气体发生装置是__________(填字母)，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)制备二氧化氯：导管口连接顺序为a→______________→n→p→j。本实验选择装置
I而不选择装置H的原因是______________________________________________________。
(3)写出装置G中发生反应的化学方程式：_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置E的作用是_____________________________________________________。
(5)请设计简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性：_______________________
________________________________________________________________________。
(6)二氧化氯还会与H
2
O
2
和NaOH的混合溶液反应，其产物之一是NaClO
2
。写出该反
应的化学方程式：__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)若用MnO
2
作氧化剂制备Cl
2
，则气体发生装置应选取装置A，因该反应需加
热；若用KMnO
4
作氧化剂，则气体发生装置应选取装置B，因该反应不需要加热。反应的
离子方程式分别为MnO
2
＋4H＋＋2Cl－=====
△
Mn2＋＋Cl
2
↑＋2H
2
O、2MnO－
4
＋16H＋＋10Cl－
===2Mn2＋＋5Cl
2
↑＋8H
2
O。(2)制备ClO
2
的过程：制备Cl
2
，除去Cl
2
中HCl杂质，用装置
C中的浓硫酸进行干燥，用装置G中的NaClO
2
与Cl
2
反应生成ClO
2
和NaCl，用装置E
中的CCl
4
除去多余的Cl
2
，用装置F收集ClO
2
，用装置I吸收有毒尾气，装置I还起到防
止空气中的水蒸气进入到装置F中的作用。故导管口的连接顺序为
a→z→m→x→y→b→c→r→s→n→p→j。装置I与装置H的不同之处在于装置I可防止空
气中的水蒸气进入装置F中，而装置H中盛有烧碱溶液，其中的水蒸气可进入装置F中，
且可能会引起倒吸。(3)装置G中制备ClO
2
发生反应的化学方程式为Cl
2
＋
2NaClO
2
===2ClO
2
＋2NaCl。(4)装置E中的CCl
4
可吸收ClO
2
中的Cl
2
，起到净化ClO
2
的
作用。(5)可用品红溶液来验证二氧化氯的漂白性。(6)由题意可知反应物为ClO
2
、NaOH、
H
2
O
2
，产物之一是NaClO
2
，根据氧化还原反应原理及原子守恒可知其余的产物为O
2
、H
2
O，
故该反应的化学方程式为2ClO
2
＋2NaOH＋H
2
O
2
===2NaClO
2
＋O
2
＋2H
2
O。
答案：(1)AMnO
2
＋4H＋＋2Cl－=====
△
Mn2＋＋Cl
2
↑＋2H
2
O(或B2MnO－
4
＋16H＋＋
10Cl－===2Mn2＋＋5Cl
2
↑＋8H
2
O)
(2)z→m→x→y→b→c→r→s装置H中的水蒸气会进入装置F中，且可能会引起倒吸
(3)Cl
2
＋2NaClO
2
===2ClO
2
＋2NaCl
(4)吸收二氧化氯中的氯气
(5)取少量品红溶液于试管中，通入二氧化氯，观察到品红溶液褪色，再加热已褪色的
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溶液，溶液不变红色
(6)2ClO
2
＋2NaOH＋H
2
O
2
===2NaClO
2
＋O
2
＋2H
2
O
11．亚硝酰氯(ClNO)常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体，某学习小组在实验室用
Cl
2
与NO制备ClNO并测定其纯度，进行如下实验(夹持装置略去)。
查阅资料：亚硝酰氯(ClNO)的熔点为－64.5℃、沸点为－5.5℃，气态呈黄色，液态时
呈红褐色，遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色。
请回答下列问题：
Ⅰ.Cl
2
的制备：舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。
(1)该方法可以选择上图中的________(填字母)为Cl
2
发生装置，该反应中被氧化与被还
原物质的物质的量之比为____________________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为a→_______→i→h(按气
流方向填小写字母)。
Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO)的制备：实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(ClNO)。
(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比X装置的优点为____________________。
(4)组装好实验装置后应先_____________________________________________，
然后依次装入试剂、打开k
2
、再打开________(填“k
1
”或“k
3
”)，通入一段时间气体，其
目的是为了排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO、ClNO变质。接下来，两种气体在Z中反应
的现象为_________________________________________________________________。
Ⅲ.亚硝酰氯(ClNO)纯度的测定：将所得亚硝酰氯(ClNO)产品13.10g溶于水，配制成
250mL溶液；取出25.00mL，以K
2
CrO
4
溶液为指示剂，用0.8mol·L－1AgNO
3
标准溶液
滴定至终点，消耗标准溶液的体积为22.50mL。(已知：Ag
2
CrO
4
为砖红色固体)
(5)亚硝酰氯(ClNO)与水反应的离子方程式为______________________________
________________________________________________________________________。
(6)亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为____________。
解析：(1)实验室制备氯气是加热二氧化锰和浓盐酸的混合物，应该选择C装置为Cl
2
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发生装置，反应的方程式为MnO
2
＋4HCl=====
△
MnCl
2
＋Cl
2
↑＋2H
2
O，反应中二氧化锰是
氧化剂，氯化氢是还原剂，参与反应的氯化氢只有一半被氧化，被氧化的氯化氢与被还原
的二氧化锰的物质的量之比为2∶1。
(2)制得的氯气中往往含有氯化氢和水蒸气，需要用饱和食盐水除去氯化氢，再用浓硫
酸干燥，欲收集一瓶干燥的氯气，选择题图中的装置，其连接顺序为
a→f→g→e→d→c→b→i→h。
(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比X装置无需排除发生装置内空气的干扰，
可以随开随用，随关随停。
(4)涉及气体的反应，组装好实验装置后应先检查装置的气密性，然后依次装入试剂、
打开k
2
、再打开k
3
，通入一段时间气体，其目的是为了排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO、
ClNO变质。两种气体在Z中发生反应生成ClNO，冷却后变成红褐色液体。
(5)亚硝酰氯(ClNO)遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红
棕色为二氧化氮，氢化物为氯化氢，根据化合价的变化，另一种氮的氧化物为一氧化氮，
亚硝酰氯与水反应的离子方程式为2ClNO＋H
2
O===2H＋＋2Cl－＋NO↑＋NO
2
↑。
(6)滴定反应氯化氢与硝酸银生成氯化银白色沉淀的反应，当出现砖红色固体，且半分
钟没有明显变化，表示达到了滴定终点，n(Cl－)＝n(Ag＋)＝0.02250L×0.8mol·L－1＝0.018
mol，则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为
0.018mol×65.5g·mol－1×
250mL
25mL
13.10g
×100%＝90.0%。
答案：(1)C2∶1
(2)f→g→e→d→c→b
(3)排除装置内空气的干扰；可以随开随用，随关随停
(4)检查装置的气密性k
3
出现红褐色液体
(5)2ClNO＋H
2
O===2H＋＋2Cl－＋NO↑＋NO
2
↑
(6)90.0%
12．某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。
实验一制取氯酸钾和氯水
利用下图所示的实验装置进行实验。
(1)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶，过滤，洗涤。该实验操作过程需要的玻
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璃仪器有______________________________________________________________。
(2)若对调B和C装置的位置，________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。
实验二氯酸钾与碘化钾反应的研究
(3)在不同条件下KClO
3
可将KI氧化为I
2
或KIO
3
。该小组设计了系列实验研究反应条
件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：
试管编号
1234
0.20mol·L－1KI/mL
1.01.01.01.0
KClO
3
(s)/g0.100.100.100.10
6.0mol·L－1H
2
SO
4
/mL
03.06.09.0
蒸馏水/mL
9.06.03.00
实验现象
①系列a实验的实验目的是_____________________________________________。
②设计1号试管实验的作用是___________________________________________。
③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧
化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为________________________。
实验三测定饱和氯水中氯元素的总量
(4)该小组设计的实验方案为：使用下图装置，加热15.0mL饱和氯水试样，测定产生
气体的体积。此方案不可行的主要原因是_____________________________________。
(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)
(5)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：
________________________________________________________________________。
资料：ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂；
ⅱ.次氯酸或氯气可被SO
2
、H
2
O
2
和FeCl
2
等物质还原成Cl－。
解析：(1)过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器，而洗涤沉淀也需要漏斗、玻璃棒、烧
杯等仪器。
(2)若对调B和C装置，可以通过水先把Cl
2
中的HCl除去，可提高KClO
3
的产率。
(3)①根据图表可看出其他条件都相同，只有H
2
SO
4
的浓度不同，因此该实验研究的是
硫酸的浓度对反应产物的影响；②1号实验中H
2
SO
4
的浓度为0，故该实验起到与其他实验
对照的作用；③淀粉遇到碘单质会显蓝色，故氧化产物为碘单质，ClO－
3
被还原为Cl－。
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(4)产生的Cl
2
会重新溶于水，同时HClO也会发生分解，生成的HCl极易溶于水，则
无法计算氯元素的质量。
(5)根据信息可知SO
2
、H
2
O
2
、FeCl
2
都能将次氯酸或者氯气还原，如果选择SO
2
会引
入SO2－
4
，对Cl－的测定造成干扰，如果选择FeCl
2
则会引入Cl－，而H
2
O
2
不会引入杂质离
子，因此选择H
2
O
2
将次氯酸或者氯气还原为Cl－，再用AgNO
3
溶液测定Cl－。
答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)(2)能(3)①研究
反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响②硫酸浓度为0的对照实验
③ClO－
3
＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I
2
＋3H
2
O
(4)因存在Cl
2
的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理
答案)(5)量取一定量的试样，加入足量的H
2
O
2
溶液，加热除去过量的H
2
O
2
，冷却，再加
入足量的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)